時(shí)間:2022-07-26 09:41:40
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]一篇煤礦頂板災(zāi)害分析及防治范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
煤礦開采作業(yè)環(huán)境由于其特殊性,受地質(zhì)條件及生產(chǎn)管理等因素影響非常大,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,均有可能會(huì)產(chǎn)生安全事故,造成重大生命財(cái)產(chǎn)事故??偨Y(jié)以往數(shù)據(jù)可知,頂板災(zāi)害為最主要的安全事故之一,同時(shí)也是施工管理要點(diǎn)。想要消除此類災(zāi)害,必須要做好煤礦頂板控制與巷道支護(hù),搭配各項(xiàng)新型機(jī)械設(shè)備,作為煤礦開采作業(yè)實(shí)施的保障,在維持較高作業(yè)效率的同時(shí),減少安全事故的發(fā)生。
1煤礦頂板災(zāi)害分析
1.1工作面頂板災(zāi)害
為滿足社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)煤炭資源的需求,現(xiàn)在有更多新型設(shè)備和技術(shù)被應(yīng)用到煤礦開采中,機(jī)械化程度不斷加強(qiáng),且生產(chǎn)安全意識(shí)提高,現(xiàn)場(chǎng)管理更到位,頂板災(zāi)害產(chǎn)生的可能性降低。但在比較特殊的情況,如松軟煤層、復(fù)合頂板、淺埋煤層及深度開采等,雖然可應(yīng)用機(jī)械化開采,但依然會(huì)有較大可能發(fā)生頂板災(zāi)害事故。工作面頂板災(zāi)害主要可分為幾類:a)煤壁處冒頂。煤壁松軟度高或割煤高度太大,再加上支架空頂距大,這樣未進(jìn)行支護(hù)的部位便會(huì)出現(xiàn)冒頂情況。部分煤礦還會(huì)因?yàn)榘踩庾R(shí)不到位或?yàn)榱私档筒僮麟y度未及時(shí)進(jìn)行支架支護(hù)而出現(xiàn)冒頂;b)地質(zhì)構(gòu)造區(qū)冒頂。一般地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域煤巖破碎度較大,這樣工作面在經(jīng)過破碎區(qū)時(shí),受構(gòu)造應(yīng)力和采動(dòng)應(yīng)力作用,破碎煤巖便會(huì)冒頂;c)出口處冒頂。一般機(jī)械設(shè)備多設(shè)置在工作面出口部位,控頂面積較大,應(yīng)力也更為集中,出現(xiàn)冒頂?shù)目赡苄栽龃?;d)大面積冒頂。如果工作面頂板巖石厚度較大且堅(jiān)硬度高,及頂板來壓步距超過50m,一旦頂板自身強(qiáng)度無法滿足上覆巖層與自重要求時(shí),便會(huì)出現(xiàn)大面積的斷裂垮落,會(huì)將采空區(qū)內(nèi)的空氣與瓦斯壓出,產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊,部分情況下甚至?xí)T發(fā)瓦斯事故,存在非常大的危險(xiǎn)性。
1.2巷道頂板災(zāi)害
巷道頂板災(zāi)害在煤礦開采中也比較常見,根據(jù)其發(fā)生部位不同,可對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單劃分:a)掘進(jìn)工作面冒頂。在對(duì)工作面進(jìn)行掘進(jìn)時(shí),將煤巖破開后,頂部煤巖層失去控制,三向應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鎽?yīng)力,煤巖會(huì)發(fā)生卸壓破壞,必須要及時(shí)進(jìn)行支護(hù),否則很容易形成冒頂問題。且對(duì)于已支護(hù)處理的頂部煤巖,如果支護(hù)強(qiáng)度不足,將會(huì)因?yàn)榫植恐ёo(hù)失效而造成冒頂;b)構(gòu)造區(qū)巷道頂板。構(gòu)造區(qū)頂板破碎或釋放構(gòu)造應(yīng)力,也會(huì)出現(xiàn)頂板災(zāi)害。掘進(jìn)工作面遇到不明構(gòu)造時(shí),并未對(duì)構(gòu)造破碎區(qū)進(jìn)行超前加固處理,受外部作用力影響出現(xiàn)冒頂事故的可能性非常大。尤其是構(gòu)造應(yīng)力較大時(shí),釋放構(gòu)造應(yīng)力時(shí)便會(huì)誘發(fā)冒頂,存在較大安全隱患。
2煤礦頂板災(zāi)害影響因素
2.1自然因素
煤礦開采作業(yè)受地質(zhì)條件和開采作業(yè)影響較大,多種條件綜合影響,且未采取任何防護(hù)措施,便有可能出現(xiàn)頂板災(zāi)害。就中國煤礦頂板災(zāi)害事故研究現(xiàn)狀來看,已取得了有效成果,尤其是面對(duì)中國高度復(fù)雜的煤礦地質(zhì)條件,通過對(duì)工作面頂板破碎度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),已提出采用頂板破碎程度指標(biāo)對(duì)頂板穩(wěn)定類型進(jìn)行劃分的想法,且已初步掌握煤礦開采深度、煤層厚度對(duì)巷道高度及圍巖應(yīng)力大小的影響關(guān)系。
2.2技術(shù)因素
煤礦頂板災(zāi)害事故因?yàn)槠洚a(chǎn)生的影響非常惡劣,一直都是煤礦開采施工管理和研究的要點(diǎn),面對(duì)不斷更新的施工技術(shù)與機(jī)械設(shè)備,想要有效改善事故發(fā)生概率,除了要基于地質(zhì)條件進(jìn)行分析外,還需結(jié)合所用開采技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行綜合研究,評(píng)判事故發(fā)生可能性,然后將其作為防治措施實(shí)施的依據(jù)。就中國煤礦開采現(xiàn)狀來看,生產(chǎn)技術(shù)水平持續(xù)提高,采掘工作面數(shù)量不斷減少,出現(xiàn)頂板事故的地點(diǎn)也相應(yīng)減少。同時(shí)在不斷施工中掌握的技術(shù)手段持續(xù)積累,地質(zhì)材料也逐漸完善,應(yīng)用到的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與防治技術(shù)手段更為先進(jìn),使得煤礦開采管理質(zhì)量提升。
2.3管理因素3煤礦頂板災(zāi)害防治措施
3.1科學(xué)評(píng)價(jià)頂板危險(xiǎn)性
為提高煤礦開采綜合效率,必須要提前對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行綜合勘察,對(duì)工作面煤層地質(zhì)條件有一個(gè)整體了解,并綜合各項(xiàng)因素完成頂板的安全性評(píng)價(jià),確定出危險(xiǎn)區(qū)域,然后提出有針對(duì)性的防治措施,提高作業(yè)綜合效率。其中,開采條件的掌握包括煤巖厚度、傾角、強(qiáng)度、水文條件等,同時(shí)對(duì)煤巖體物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行專業(yè)測(cè)試,并掌握煤巖沖擊傾向性特點(diǎn),作為防治方案制定依據(jù)。同時(shí),還要在確定地面三維地震探測(cè)結(jié)果的前提下,對(duì)工作面進(jìn)行更為細(xì)致的地質(zhì)勘察,根據(jù)工作面構(gòu)造特點(diǎn),判斷是否存在異常情況,基于采掘區(qū)域?qū)嶋H情況對(duì)掘進(jìn)施工方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。另外,還可通過理論分析及數(shù)值模擬方法,對(duì)礦壓強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè),綜合應(yīng)力異常區(qū)和構(gòu)造特點(diǎn),確定各區(qū)域頂板災(zāi)害發(fā)生可能性,根據(jù)發(fā)生概率高低來采取對(duì)應(yīng)措施處理,提高開采生產(chǎn)安全性。
3.2危險(xiǎn)區(qū)域監(jiān)測(cè)預(yù)警
對(duì)于已評(píng)測(cè)出的危險(xiǎn)區(qū)域,可設(shè)置監(jiān)測(cè)站來對(duì)該區(qū)域的圍巖變形、支護(hù)受力及頂板離層等問題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),結(jié)合位移與應(yīng)力變化情況,確定其發(fā)生頂板災(zāi)害事故的概率,且在達(dá)到預(yù)警閾值時(shí),便會(huì)自動(dòng)發(fā)送告警信息。在接收到告警信息后,可通過檢測(cè)支架工作阻力,對(duì)初撐力、來壓步距、循環(huán)末阻力等進(jìn)行分析,統(tǒng)計(jì)支架保壓概率、安全閥開啟率及初撐力合格率等,判斷支架所處工作狀態(tài),便于及時(shí)對(duì)防治措施進(jìn)行調(diào)整,減少冒頂、壓架等事故的發(fā)生。
3.3施工方案優(yōu)化調(diào)整
施工開采方案是否科學(xué)可行,也會(huì)對(duì)頂板災(zāi)害發(fā)生概率產(chǎn)生較大影響,因此需提前基于各項(xiàng)因素來對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,以便有效應(yīng)對(duì)地質(zhì)條件突然變化及支護(hù)失效等問題的發(fā)生。以采掘工作面開采條件和頂板安全性評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù),對(duì)原有設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整,消除頂板災(zāi)害發(fā)生條件。例如采區(qū)布置和采掘接替調(diào)整,以免應(yīng)力過于集中和動(dòng)壓疊加,提高支護(hù)處理科學(xué)性與可靠性,同時(shí)制定針對(duì)危險(xiǎn)區(qū)頂板災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警方案,將各項(xiàng)防治措施落實(shí)到位。
4結(jié)語
以減少煤礦頂板災(zāi)害事故發(fā)生為目的,對(duì)各項(xiàng)影響因素進(jìn)行分析,基于實(shí)際情況確定優(yōu)化方法,確定事故防治要點(diǎn)與方法,爭(zhēng)取通過各項(xiàng)措施的應(yīng)用,來提高煤礦開采作業(yè)的安全性。
作者:申明明 單位:霍州煤電集團(tuán)安全監(jiān)察局